10多年間，中國盾構(gòu)機如何精彩逆襲？

　　“京華號”盾構(gòu)機，直徑16.07米、長150米、重4300噸。橫躺著，比5層樓還要高……看似笨重，卻本領(lǐng)高強：鉆山入地、穿江過海，是打洞好手、隧道施工利器，似地下蛟龍，如“鋼鐵穿山甲”。鐵建重工研制的盾構(gòu)機，技術(shù)上從跟跑到領(lǐng)跑，成為繼“中國高鐵”之后又一張“中國制造”名片。

　　北京市通州區(qū)，東六環(huán)改造工程西線隧道正在火熱建設(shè)之中。地面上，京哈鐵路上高速列車疾馳而過，乘客卻絲毫沒有察覺到一個“鋼鐵巨獸”正在數(shù)十米的地下穩(wěn)穩(wěn)掘進。

　　2022年4月12日，我國最大直徑盾構(gòu)機“京華號”從京哈高鐵線路下成功穿越。這個龐然大物在地下突進，對地面建筑零擾動，地表沉降控制在毫米級，創(chuàng)造我國超大直徑盾構(gòu)機施工奇跡。

　　這臺“京華號”盾構(gòu)機2020年9月27日在中國鐵建重工集團股份有限公司(簡稱鐵建重工)長沙第一產(chǎn)業(yè)園下線。盾構(gòu)機被譽為“工程機械之王”，中國曾經(jīng)是零基礎(chǔ)，技術(shù)和市場均受制于人。如今，以鐵建重工為代表的國產(chǎn)品牌盾構(gòu)機卻已占據(jù)全球三分之二的市場份額。

　　10多年間，中國盾構(gòu)機如何精彩逆襲？

　　1 “2毫米”見功力——

　　埋頭潛行，驚艷歲月

　　盾構(gòu)機掘進，靠的是最前端圓形刀盤嵌著的許多刀頭。刀盤緩緩旋轉(zhuǎn)，好似一張大嘴，刀頭如同牙齒，把巖石、砂土“嚼碎”，通過管道運送排出。

　　盾構(gòu)施工是在地面下暗挖隧道，地面上不用“開膛破肚”，對路面交通影響較小。北京東六環(huán)改造工程的入地改造部分，隧道盾構(gòu)施工段長約7.4公里，開挖斷面大小是一般地鐵隧道的6倍。

　　“這么大直徑的盾構(gòu)機，單次掘進這么長距離，屬世界首次?！辫F建重工承擔起“京華號”的研制任務(wù)，研發(fā)團隊面對前所未有的挑戰(zhàn)。

　　地下空間環(huán)境復(fù)雜，地上密集分布50多個風(fēng)險源。超大直徑、超長距離、超深覆土、超敏感環(huán)境，有業(yè)內(nèi)權(quán)威人士擔憂：“國產(chǎn)設(shè)備行不行？”

　　沒兩把刷子，肯定不行。

　　掘進過程中，盾構(gòu)機面臨土壓、地下水壓及泥漿進出、巖石擋道等帶來的各種干擾。研發(fā)團隊采用了一種高精度氣液平衡控制技術(shù)，在刀盤艙后面設(shè)置氣墊艙，壓力形成間接傳遞，而不是直接沖擊。形象地說，就是壓力增高，排氣；壓力突降，補氣，瞬間消除壓力波動。

　　“地下‘動靜’再大，地面上該干什么干什么，不受任何影響?！辫F建重工掘進機研究設(shè)計院副院長張帥坤介紹，“京華號”在掘進中，地表沉降始終控制在2毫米內(nèi)。

　　至6月1日，“京華號”掘進突破3668米，掘進成功過半。其間，創(chuàng)造了單月掘進542米的新紀錄?！盁o論是尺寸規(guī)模，還是技術(shù)應(yīng)用，‘京華號’都達到世界領(lǐng)先水平?！睆垘浝ぷ院赖卣f。

　　網(wǎng)絡(luò)平臺上，關(guān)于“盾構(gòu)機”的短視頻，瀏覽量高達百萬人次。在享受汽車、地鐵在隧道中穿行的便利時，人們想知道，現(xiàn)在的隧道為何挖得又快又好。

　　在上世紀50年代，我國提出在北京首先修建地鐵的規(guī)劃。23.6公里長的北京地鐵一期工程，從提出修建到試運行，前后花了10多年。

　　打風(fēng)鉆、放炮、刨石渣，我國隧道施工以前采用傳統(tǒng)人工鉆爆法，付出巨大人力、物力，甚至是生命?！芭c現(xiàn)在盾構(gòu)機每月動輒掘進數(shù)百米相比，那時候每天起早貪黑，一個月下來挖不了幾十米?！苯衲?8歲的鐵建重工首席技術(shù)官何其平，干了大半輩子隧道，親歷行業(yè)巨變。他深有感觸地說，如果按照當年修建北京1號線的速度建設(shè)中國所有地鐵線，至少需要花100年。由于中國有了自己的盾構(gòu)機，讓地鐵建設(shè)速度快進了60多年。

　　與行業(yè)前輩們相比，80后張帥坤是幸運的。他的微信頭像是“京華號”，照片留白處寫著：埋頭潛行，驚艷歲月。這8個字，成為國產(chǎn)最大直徑盾構(gòu)機的最佳注解，也是無數(shù)辛勤奉獻的科研人員、產(chǎn)業(yè)工人的生動寫照。

　　2  從“1”到“1000+”——

　　外國人的“印鈔機”變成中國人的“爭氣機”

　　從衛(wèi)星的角度俯瞰，湖南長沙，鐵建重工超級工廠就是一處閃光的工業(yè)新地標。

　　“京華號”誕生的10年前，鐵建重工生產(chǎn)出首臺土壓平衡盾構(gòu)機，取名“開路先鋒19號”。

　　“開路先鋒”一舉破局?！白屧酒骄蹆r約1.5億元的‘洋盾構(gòu)’，在中國迅速降價30%。”鐵建重工黨委書記、董事長劉飛香說。

　　上世紀90年代，我國從國外進口盾構(gòu)機，用于大型隧道工程項目建設(shè)。鐵建重工掘進機研究設(shè)計院副院長巫敏曾在隧道施工單位開過洋設(shè)備，他常想“什么時候能用上國產(chǎn)盾構(gòu)機”。

　　國外盾構(gòu)機賣得貴，服務(wù)更貴。外方把關(guān)鍵技術(shù)攥在手中，收著高昂服務(wù)費，出了問題要等到工作日才解決，還常常不接受國內(nèi)施工方的整改優(yōu)化建議。

　　快速發(fā)展的中國日新月異，高鐵、地鐵路網(wǎng)通達，水利、礦山建設(shè)快馬加鞭。盾構(gòu)機這樣的大型工程裝備，太重要了。

　　不能總被外國人牽著鼻子走。2008年，鐵建重工決定專攻定制化的地下工程裝備。

　　在科技部“863”課題支持下，2012年，鐵建重工向國產(chǎn)首臺巖石隧道掘進機(TBM)發(fā)起沖擊。與“吃”軟巖砂石的盾構(gòu)機不同，巖石隧道掘進機將硬巖作為“下飯菜”，這也是中國隧道掘進裝備自主化、國產(chǎn)化的薄弱環(huán)節(jié)。

　　得知這個消息，憋著一股勁的巫敏放棄當時收入更高的工作，投身國產(chǎn)首臺TBM的研制。

　　從無到有，摸索前行。針對刀盤、護盾、主梁支撐推進等二三十個大的部件，每個部件組建一支攻關(guān)團隊。每個數(shù)據(jù)一遍遍核算，又一次次推倒重來。經(jīng)審核的機械部分圖紙多達3000多張。

　　2014年底，國產(chǎn)首臺敞開式TBM在鐵建重工下線。在參與吉林省引松供水工程的建設(shè)中，這臺TBM最高月進尺達到1209.8米，提前一年多完成標段任務(wù)，將同場競技、當時世界排名第一的外國品牌，遠遠拋在身后?！胺浅Ｌ釟?！”巫敏對這臺產(chǎn)品頗為得意。

　　如今，鐵建重工長沙一、二產(chǎn)業(yè)園擁有40條盾構(gòu)機生產(chǎn)線，躍升全球最大地下工程裝備制造基地。10年來，從這里發(fā)出的掘進機已超過1000臺。曾被外國人視為“印鈔機”的盾構(gòu)機，如今成了中國人的“爭氣機”。

　　大國重器服務(wù)大國工程。西部水利工程，最大埋深達2268米，遍布蝕變巖帶，可變徑敞開式TBM破解困擾世界挖掘行業(yè)的“卡機”難題，順利闖關(guān)奪隘；深江鐵路珠江口隧道，“深江1號”向106米的海底深處挺進，助力打造粵港澳大灣區(qū)半小時生活圈……

　　3  從“學(xué)徒”到“老師”——

　　中國裝備加速裝備世界

　　初夏時節(jié)，在長沙市湘江西岸，超大直徑盾構(gòu)機“星盛號”正在調(diào)試，即將開啟穿越湘江之旅，助力緩解長沙中心城區(qū)過江交通瓶頸問題。

　　從北京到長沙，15米及以上的超大直徑盾構(gòu)機，鐵建重工已研制出6臺。中國盾構(gòu)機的核心技術(shù)自主可控能力，愈發(fā)成熟強大。

　　盾構(gòu)機集機、電、液、光、控制、工程等多領(lǐng)域高精尖技術(shù)于一體，制造工藝復(fù)雜，其自主化程度直接反映一個國家的工業(yè)水平和產(chǎn)業(yè)鏈完善程度。

　　尺寸，有“超大”，也有“微小”。直徑只有0.5米的盾構(gòu)機，“麻雀雖小，五臟俱全”。

　　技術(shù)，從跟跑到部分領(lǐng)跑。水平掘進或豎井、斜井，多種模式、異型斷面，都不在話下。

　　市場份額從配角到主角。鐵建重工巖石隧道掘進機產(chǎn)量連續(xù)5年在國內(nèi)保持第一。以鐵建重工為代表的國產(chǎn)品牌盾構(gòu)機，國內(nèi)市場占有率攀升到95%以上，占據(jù)全球三分之二的市場份額。

　　人無我有、人有我優(yōu)，中國掘進機大步走出國門。

　　上世紀50年代，蘇聯(lián)專家來到中國，幫助北京規(guī)劃了第一條地鐵線。60年后，來自鐵建重工的5臺盾構(gòu)機，參與修建莫斯科地鐵第三換乘環(huán)線西南段，被當?shù)厝擞H切地稱為“五朵金花”。

　　“五朵金花”傲雪綻放，戰(zhàn)勝零下30攝氏度的極寒環(huán)境，刷新當?shù)氐罔F施工新紀錄，成為中國盾構(gòu)機海外施工典范。

　　2022年春節(jié)前夕，經(jīng)過一場長達7個多小時的越洋連線，鐵建重工與意大利一家施工企業(yè)敲定合作。中國盾構(gòu)機即將首次挺進意大利市場。

　　“上百項技術(shù)參數(shù)逐一對照，對方的態(tài)度逐漸由不信任變?yōu)樾湃?。”鐵建重工掘進機研究設(shè)計院工程師鐘晴介紹，中國盾構(gòu)機在價格、性能、質(zhì)量、服務(wù)等方面具有綜合優(yōu)勢，比國外品牌更有競爭力。他感觸地說，“以前‘請老師’，如今‘當老師’。不到20年，變化太大了?！?/p>

　　記者走進鐵建重工總裝車間，但見一臺臺盾構(gòu)機正在有序吊裝、測試，底座標簽顯示目標地有斯里蘭卡、印度、新加坡。今年一季度，鐵建重工海外新簽合同額同比增長9倍。

　　沿“一帶一路”，中國裝備加速裝備世界。2021年，鐵建重工躋身全球工程機械制造商30強，位居全球全斷面隧道掘進機制造商5強榜首。

　　【青年觀察】

　　課堂搬進車間　我有“億點點”心動

　　鄧康威(中南大學(xué)城市地下空間工程專業(yè)大三學(xué)生)

　　選擇城市地下空間工程專業(yè)，實屬偶然。大一的一個周末，我在圖書館看到幾本與城市地下空間相關(guān)的書，了解到地上空間使用日趨飽和，地下空間將成為城市建設(shè)的“主戰(zhàn)場”。于是，在進行專業(yè)細分時，我選擇了這個專業(yè)。

　　這學(xué)期的專業(yè)課，常常會講到盾構(gòu)機。此次作為湖南日報青年觀察員來到鐵建重工，近距離觀察盾構(gòu)機，對我來說，如同把課堂搬進了車間，與課堂上對著書本、圖紙學(xué)習(xí)盾構(gòu)機的原理和構(gòu)造，是完全不一樣的體驗。

　　企業(yè)贈送的盾構(gòu)機積木拼裝玩具，我用了6個小時拼好，權(quán)當體驗一把“制造”盾構(gòu)機的樂趣。實際上，一臺盾構(gòu)機上大大小小的零部件超過3萬個。從常規(guī)直徑到超大直徑盾構(gòu)機的研制，技術(shù)人員潛心攻關(guān)了2900多個日夜。

　　盾構(gòu)機從外國人的“印鈔機”變成中國人的“爭氣機”，這句話讓我印象深刻?？蒲泄ぷ髡呖邢乱豁楉椇诵募夹g(shù)的“硬骨頭”，產(chǎn)業(yè)工人練就精益求精的硬本領(lǐng)，讓中國自主研制盾構(gòu)機不再受制于人，從零基礎(chǔ)到掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，領(lǐng)跑全球。

　　走進盾構(gòu)機超級工廠，看到盾構(gòu)施工的大場面，還如愿以償當了一把“盾構(gòu)司機”。 這一堂“沉浸式體驗課”，讓我感受到硬核科技的創(chuàng)新力量，更讓我有“億點點”心動，對未來有了不一樣的規(guī)劃。

　　城市地下空間蘊藏著無限的發(fā)展空間，未來，等待我們用更廣博的知識、更開闊的眼界去改變與創(chuàng)造。（全媒體記者曹嫻 通訊員胡清）

　　轉(zhuǎn)自：湖南日報

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